Содержание
Механический нагнетатель автомобиля — устройство и принцип работы
Расскажем про механические нагнетатели воздуха для двигателя автомобиля. Центробежные и нагнетатели ROOTS. Устройство и принцип работы. Плюсы и минусы.
Центробежные нагнетатели воздуха
Подобные нагнетатели в тюнинге получили наибольшее распространение. По конструкции они наиболее близки к турбонаддуву, поскольку имеют одинаковый принцип нагнетания воздуха. Разняться лишь способы привода. Работа осуществляется следующим образом.
Принцип работы центробежного нагнетателя в следующем: воздух, пройдя по воздушному каналу в нагнетатель, попадает на лопасти крыльчатки. Лопасти закручивают и отбрасывают его центробежной силой к периферии кожуха, где имеется диффузор. Далее воздух выталкивается в воздушный туннель (воздухосборник), который имеет улиткообразную форму.
Такая конструкция создает необходимое давление воздушного потока на выходе из нагнетателя.
Дело в том, что внутри кольца воздух поначалу движется быстро, и его давление мало. Но в конце улитки русло расширяется, скорость воздушного потока понижается, а давление увеличивается. Так создается необходимый подпор для накачки цилиндров двигателя.
Недостатки
- Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться очень быстро.
- Производимое компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки.
- Скорости могут быть 40 тысяч об/мин и более.
- Поскольку привод осуществляется от коленвала посредством ременной передачи на шкив турбины, шум от такого устройства сильный. Хотя многим этот характерный свист нравится.
К минусам относят некоторую задержку в срабатывании. Хотя она не столь заметна, как у турбонагнетателей.
Как правило, центробежный нагнетатель дает прибавку на высоких оборотах двигателя. Сначала давление нарастает медленно, но затем, с увеличением оборотов, довольно резко возрастает.
Эта важно для поддержания высоких скоростей, а не интенсивности разгона.
Центробежные нагнетатели воздуха для автомобиля очень популярны. Низкая цена и простота установки сделали, что компрессоры этого типа почти вытеснили другие и стали популярны в тюнинге.
Объемные нагнетатели ROOTS
Компрессоры типа «Рутс» относятся к классу объемных нагнетателей. Конструкция их довольно проста и напоминает масляный шестеренчатый насос двигателя. В корпусе овальной формы вращаются в противоположные стороны два ротора, имеющие специальный профиль. Роторы насажены на оси, связанные одинаковыми шестернями.
Основное отличие — воздух сжимается не внутри, а снаружи компрессора, непосредственно в нагнетательном трубопроводе. Поэтому их иногда называют компрессорами с внешним сжатием.
Минусы
- Поскольку процесс сжатия воздуха осуществляется вовне компрессора, его эффективная работа возможна лишь до определенных значений наддува.
- С ростом давления увеличивается просачивание воздуха назад, и КПД снижается.
- Мощность, затрачиваемая на вращение самого нагнетателя, может превысить добавочную мощность двигателя.
- В них создается турбулентность, способствующая росту температуры воздушного заряда. Наряду с обычным ростом температуры от непосредственно повышения давления, в рутс-компрессорах происходит дополнительный нагрев. Поэтому нагнетатели ROOTS в обязательном порядке оснащаются интеркулерами.
Шум от работы объемных компрессоров не столь сильный, как у центробежных, и имеет иную тональность. При этом, в отличие от центробежных, механические нагнетатели ROOTS эффективны на малых и средних оборотах двигателя. Эта особенность рутс-компрессоров сделала их наиболее пригодными для драг рейсинга, где ценится динамика разгона. Другой плюс – относительная простота конструкции.
Малое количество движущихся частей и малые скорости вращения делают эти механические нагнетатели одними из самых надежных и долговечных.
Но сложность и высокая цена снизили их популярность.
Применение нагнетателей
Использование нагнетателей воздуха для авто может негативно сказаться на ресурсе двигателя. Как правило, поломку мотора вызывают повышенные обороты. Стало быть, использование нагнетателя, повышающего крутящий момент на низких и средних оборотах, может, наоборот, благоприятно сказаться на ресурсе.
С другой стороны, если добиваться большого роста мощности, многие штатные детали придется заменить на более прочные. Например, кованые поршни и шатуны будут совсем нелишними. Cжатие воздуха всегда сопряжено с повышением температуры. В некоторых компрессорах это повышение не существенно. Но для снижения потери мощности на привод нагнетателя воздух необходимо охлаждать.
Еще одна проблема – детонация. Высокая температура и давление подаваемого в цилиндры воздуха может привести, что в конце такта сжатия, когда поршень спрессует в цилиндре уже сжатую топливо-воздушную смесь, её температура и давление могут оказаться большими.
Что вызовет преждевременную детонацию, т. е. взрыв.
Чтобы избежать подобных проблем, можно перейти на высокооктановые сорта топлива, но часто этого мало. При достаточно больших значениях давления приходится производить декомпрессию, т. е. снижать степень сжатия. Правильный подбор свечей зажигания также немаловажен.
Подборка лучших автомобилей с нагнетателями. История наддува в автомобилях.
Многие автопроизводители уже давно используют механический нагнетатель для увеличения производительности двигателя. Обычно компрессор наддува…
Многие автопроизводители уже давно используют механический нагнетатель для увеличения производительности двигателя. Обычно компрессор наддува крепиться либо сбоку, либо поверх двигателя, обеспечивая мощность горения и продувание сжатого воздуха через цилиндры.
Нагнетатель, соединенный ремнем (в некоторых случаях цепью), раскручивается коленчатым валом. Это дает нам достаточно ценное мгновенное ускорение, хотя при этом мы «крадем» немного мощности у двигателя.
Нагнетатель должен раскручиваться гораздо быстрее, чем двигатель внутреннего сгорания, чтобы втягивать достаточное количество воздуха; самые высокопроизводительные примеры такого двигателя могу достигать скорости 60.000 оборотов в секунду.
Есть три основных вида нагнетателей: роторный, центробежный и двухлопастный. В первом случае, используется пара трех или четырехлобных роторов для прогонки воздуха и вентиляции. В центробежном, для достижения тех же целей, используется импеллер. И наконец, в двухлопастном используется два зубчатых колеса.
После попадания в компрессор, воздух нагревается и тем самым уменьшает свою плотность. Для того, чтоб держать температуру под контролем, на всех двигателях с механическим нагнетателем есть или воздушное, или водяное охлаждение (охладительные трубы). Расположенные между компрессором и выпускным коллектором двигателя, эти трубы охлаждают выходящий воздух, повышая его плотность, тем самым оптимизируя процесс горения. После этого, воздух попадает в камеру сгорания, где он сгорает вместе с топливом, после чего его остатки выходят через выхлопную систему.
Можно говорить в том, что такой тип двигателей переживает своего рода кризис, так как компании производители вынуждены искать варианты с менее затратным использованием топлива. Некоторые компании предпочитают турбонаддув, некоторые пытаются адаптировать двигатели с механическим нагнетателем, а некоторые, снимаем шляпу перед Volvo, пытаются установить обе системы, чтобы взять лучше от каждой.
Мы в CARakoom решили составить наш том-10 самых крутых машин с компрессором наддува. У вас есть свое мнение на этот счет? Не стесняйтесь высказать его в комментариях, назвав свою любимую машину с таким типом двигателя.
Cord 812 — 4.7-liter V8
Cord 810 был выдающейся машиной по всем возможным критериям. Впервые представленный на Нью-Йоркском автосалоне 1935 года, переднеприводный 810, с его обтекаемыми фарами и длинным, как крышка гроба капотом, сильно выделялся на фоне остальных конкурсантов.
В 1937 году производители Cord доработали некоторые мелочи, и окрестили новую модель 812.
По правде сказать, машины почти ничем не отличаются внешне, да и внутренности в большей части сохранились. Главное отличие моделей в том, что в случае с 812, стандартный двигатель 4.7 литров V8 мог быть оснащен компрессором наддува, который увеличил бы мощность до 170лс при 3,500 оборотов в минуту – а это, надо сказать, 45 дополнительных лошадок по сравнению со стандартным двигателем.
Еще одна отличительная особенность, выделявшая Cord на фоне других автомобилей того периода, это хромированные выхлопные трубы, которые разработчики бесстыдно выставили на показ.
Auburn Automobile, материнская компания Cord, выпустила около 3000 таких моделей, перед тем как “махнула рукой” на проект, но по данным компании, около 40% машин этой модели было заказано с наддувом.
Ford Thunderbird — 5.1-liter V8
В 1956 году компания Ford задумалась о создание собственного двигателя с наддувом, чтоб принять участие в гонках NASCAR; для этого была запущенна программа The Ford Motor Company Supercharger Program.
Около пятидесяти образцов Thunderbird с двигателем с наддувом было создано в те годы, и они ждали одобрения боссов компании. Начальство “Голубого овала” выбрало модель с наилучшими показателями, после чего было решено выпускать ее в ограниченном количестве, как своеобразный “бонус” от компании для широкой публики.
Взяв за основу V8 объёмом 5,110 кс, компания добавила компрессор наддува от McCulloch/Paxton, четырехкамерный карбюратор и улучшенный распределительный вал, с целью выжать 300лс. В 1957 году выпустили всего 200 таких “красавиц”, и уже в следующем году модель была упразднена.
Studebaker Avanti — 4.7-liter V8
Studebaker в 1982 году применил технологии наддува двигателя в Avanti с его восьмицилиндровым движком объёмом 4,730 кс. Этот двигатель был создан на Paxton, дочерней компании Studebaker; при этом мощность автомобиля взлетела до солидных по тем временам 290лс, что значительно превышало стандартную модель. Интересно, что из-за компрессора наддува, в отсеке двигателя не хватило места для кондиционера.
Этот апгрейд двигателя мог позволил сногсшибательному Avanti стать вполне разумной альтернативой Chevrolet Corvette; и Avanti даже умудрился побить несколько скоростных рекордов в Бонневилле (соляной равнение в Юте). Но к сожалению, продажи были слишком низкие, и в скором модель вывели из оборота, но как мы знаем, и сама компания в скором времени “загнулась”.
Еще один интересный факт, что в этот же период, компания задумалась о создание пикапов Champ оснащенных двигателями с наддувом. Ни один из образцов так и не прошел стадию испытания, и поэтому сейчас о них уже ничего не известно.
Ford Shelby GT350 (1966 – 1967) 4.7-liter V8
Взяв за основу Mustang GT350, Shelby предложил покупателям вариант комплектации с компрессором наддува в 1966 и 1967 годах. Компания заявляет, что произведенный Paxton компрессор увеличил мощность двигатель V8 объёмом 4,730 кс с 271 до 395 лс, что является невероятным прыжком на 46%. На моделях с этим двигателем были так же установлены дополнительные измерительные приборы, установленные прямо под приборной панелью.
Судя по записям Ford, за двигатель с наддувом к обычной цене автомобиля добавлялось 670$, но достаточно немного GT350 было продано, а и того меньше сохранилось до наших ней. Как я уже сказал, такой двигатель, был необязательным при заказе и у покупателей был так же дополнительный вариант с турбокомпрессором, но это уже другая история.
Toyota MR2 — 1.6-liter I4
Первое поколение Toyota MR2, более известное как W10, получило отличные отзывы от прессы и общественности, но покупатели единогласно потребовали более мощную версию спортивного автомобиля с двигателем, расположенным в средней части. Toyota не заставила их долго ждать, предложив в 1987 году MR2 с двигателем с наддувом. Четырехцилиндровый двигатель 1.6 литров, мог уже немного поиграть мускулами, и похвастаться 145лс и 190нм.
В результате, легковесный MR2 разгонялся с 0 до 100 всего за 6,5 секунд. Автомобиль оснащался пятиступенчатой коробкой передач. Компрессор наддува позволял ему без труда обогнать своих ближайших конкурентов Bertone X1/9 и Pontiac Fiero.
Удивительно, но эта модификация MR2 могла обогнать даже Fiero с его V6.
Toyota прекратила ставить компрессор наддува на машины этой серии с уходом на покой W10 MR2. На W20, приемнике W10, уже стоял четырехцилиндровый турбированный двигатель 2.0 литров.
Volkswagen Golf GTI G60 — 1.8-liter I4
Появившись в Европе в начале 90-х, Volkswagen Golf GTI G60 был спроектирован с целью по-настоящему проверить, на что способен переднеприводный автомобиль. Он имел шестнадцатиклапанный, четырехцилиндровый двигатель 1.8 литров, оснащенный компрессорам наддува. Инновационный дизайн использовался на Golf Rallye, предшественнике современного Golf R, и так же на некоторых других машинах Volkswagen, в том числе на Passat и Polo.
G-образный компрессор позволял двигателю 1.8 литров развивать мощность 160 лс и 216нм. Оборудованный пятиступенчатой механикой, GTI G60 с легкостью разгонялся до 100 за 8.3 секунд, что на 0.7 быстрее обычного двигателя. Максимальная скорость модели с наддувом была 220 км/ч.
MINI Cooper S John Cooper Works — 1.6-liter I4
В 2002 году, отелом BMW MINI была представлена тюнингованная комплектация хэтчбека Cooper S, известного как John Cooper Works. Изначальное он представлялся, как эксклюзивная дилерская модификация, которая значительно отличалась от первоначального продукта. В этой модификации, разработчики выжали 200 лс из четырёхцилиндрового двигателя Mini 1.6 литров, добавив новый электронный блок управления двигателем, спортивную систему выхлопа и механический нагнетатель.
С новым двигателем, Cooper S моментально стал главным героем на сцене крутых хэтчбеков, и этому он во многом благодарен своему резкому ускорению и внешнему виду как у машины для гольфа. В 2005, MINI добавил еще 10 лошадей, и он стал доступным в широкой продаже.
Но разработчики на этом не остановились, и в 2006 представили новую версию MINI JCW для любителей “хардкора”, тем самым формально попрощавшись с MINI Cooper первого поколения. Он в свою очередь, является самым быстрым автомобилем из серии MINI; все доработки были направлены на повышение показателей машины, например, настраиваемые шасси, доработанная подвеска, улучшенная система выхлопа и увеличенные форсунки.
Audi S5 — 3.0-liter V6
Audi заинтересовался механическим нагнетатель, после выпуска 200T с турбированным двигателем. В послужном списке компании достаточно много автомобилей с турбонаддувом, но мы в CARakoom считаем, что самый интересный проект компании – это двигатель TFSI с компрессорам наддува, трехлитровый V6. Пять лет подряд он выигрывал престижную награду Ward’s Best Engine, а это много стоит.
Пожалуй самое возбуждающее применение этого двигателя — купе S5, где его мощность достигла 333лс и 440 нм. Audi использовало TFSI и в других моделях , таких как S4, A6, A7 и даже в дорогом A8.
LandRoverRange Rover Sport — 5.0-liter V8
С первого же дня выпуска в 2005, Land Rover Range Rover Sport был доступен с механическим нагнетателем. Сейчас, Sport оснащают пятилитровым двигателем v8 с компрессором наддува, который с гордостью демонстрирует нам свои 510лс и 625нм. Ему достаточно всего 5 секунд на разгон с 0 до 100.
Если для вас это не быстро, то специально для вас Jagua и Land Rover недавно объявили о программе Special Vehicles Operations, в рамках которой разрабатывают специально заточенную под Нюрбургринг модификацию Sport, которая уже сейчас выдает 550 лс.
Land Rover амбициозно заявляет, что это будет самый быстрый и поворотливый SUV, допущенный к эксплуатации на обычных дорога.
Chevrolet Corvette Z06 — 6.2-liter V8
Chevrolet Corvette Z06, который был ранее представлен в Детройте в этом году, уже окрестили наиболее эффективным автомобилем вышедши из под крыла GM. И, пожалуй, самый экстремальный из седьмого поколения Vette. В самом сердце этого дикого зверя спрятан двигатель V8 объемом 6.2 литрова с компрессором наддувом, который генерирует мощность в 650лс и 881нм, унося Corvette с нашей планеты, в галактику суперкаров.
Мощность передается на передние колеса за счет либо восьмиступенчатой автоматической трансмиссии, либо за счет первое в их истории семиступенчатой механически. Весь этот табор лошадей держат в уделах огромные дисковые тормоза и колеса от Michelin Pilot Sport.
Для тех, кто любит по-настоящему диких зверей и Z06 кажется слишком “одомашненным”, Chevrolet предлагает Z07, комплектацию которая поможет вам полностью реализовать потенциал механического нагнетателя с помощью добавления углеродно-керамические тормозов и задним спойлером, который дает Vette такую прижимную силу, о которые не и не мечтает ни одна модель компании.
Подпишись на наш Telegram-канал
Как работает нагнетатель и чем он отличается от турбокомпрессора
Администратор
Опубликовано в BLKSTK Таможня, обслуживание и запчасти
Все, что вам нужно знать о двигателях с наддувом
Мощность и производительность — вот что заставляет автопроизводителей расширять свои возможности. В наши дни, когда каждый бренд борется за более высокие показатели мощности, каждая настройка и компонент имеют большое значение. Хорошо известно, что нагнетатели повышают общую выходную мощность автомобиля и очень популярны в автомобильном мире. Тем не менее, что такое двигатели с наддувом? В этой статье мы остановимся на том, что делают нагнетатели для повышения производительности автомобиля.
Просмотреть наши запасы
Свяжитесь с нами
Мы можем использовать все технические возможности нагнетателей. Но в этой статье мы собираемся разбить его на простое объяснение того, что они на самом деле делают.
Нагнетатель — это, по сути, воздушный компрессор, который помогает увеличить давление или плотность воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания. Со всеми этими разговорами о мощности и производительности вы планируете приобрести новый автомобиль? У нас в BlackStock Ford есть широкий выбор автомобилей Ford, а также сертифицированные подержанные автомобили различных марок. Свяжитесь с нами, чтобы запланировать тест-драйв сегодня!
Какие обновления будут представлены грузовику Ford Super Duty 2022 года?
Что такое нагнетатель?
Нагнетатель представляет собой воздушный компрессор, который увеличивает давление воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания. Это помогает повысить выходную мощность, поскольку двигатель получает больше кислорода в каждом из циклов впуска и помогает ему сжигать больше топлива. Нагнетатели могут приводиться в действие механически с помощью ремня, вала или цепи, соединенных с коленчатым валом двигателя.
Доступны два типа нагнетателей – объемные и динамические компрессоры.
Говоря простым языком, объемные нагнетатели обеспечивают постоянный уровень повышения давления при всех оборотах двигателя (об/мин). С другой стороны, нагнетатели Dynamic Compressor не создают такого большого давления на более низких скоростях, но обеспечивают экспоненциальное давление скорости выше своего порога.
Нагнетатели против турбонагнетателей
Это соревнование, в котором никогда не бывает победителя. Это потому, что оба эти компонента хороши сами по себе и имеют преданных поклонников. Решение о том, что лучше другого, может стать политическим. Оба эти компонента имеют одинаковый конечный результат, а именно подачу в двигатель более холодного воздуха. Это, в свою очередь, помогает двигателю сжигать больше топлива и в результате производить больше мощности.
Турбокомпрессоры используют скорость и энергию выхлопных газов, выбрасываемых из цилиндров двигателя, для вращения турбины, которая приводит в действие небольшой компрессор, нагнетающий больше воздуха обратно в двигатель.
С другой стороны, нагнетатель приводится в действие механически от двигателя через ремень, спускающийся с коленчатого вала, или, в некоторых случаях, от электродвигателя.
Какие функции безопасности доступны в Ford Escape 2021 года?
Тест-драйв Ford сегодня на BlackStock Ford в Orangeville, ON
Заинтересованы в покупке нового автомобиля? Мы в BlackStock Ford готовы помочь вам на протяжении всего процесса покупки. Проверьте наш онлайн-инвентарь, чтобы увидеть наш текущий выбор новых моделей Ford. Вы также можете связаться с нами, чтобы запланировать тест-драйв вашего любимого Ford или задать любые другие вопросы.
Еще от Blackstock Ford
Кто изобрел нагнетатель и как он изменился?
Любой, у кого в жилах течет бензин, ценит радость нагнетателей, но кто несет ответственность за их изобретение и применение в автомобилях?
Напомнить позже
LS3 V8 с наддувом в Vauxhall VXR8 Bathurst
Нагнетатель — одно из величайших изобретений, когда-либо украшавших наше любимое королевство автолюбителей.
Он увеличивает мощность и крутящий момент, не ограничивает обороты двигателя, а на полном ходу нагнетатель может звучать апокалиптически хорошо. Конечно, есть недостатки, но мы любим их всей душой.
Нагнетатели работают, сжимая воздух, поступающий в цилиндры двигателя, нагнетая больше молекул воздуха в камеры сгорания, которые затем можно смешивать с большим количеством топлива для значительного повышения общей мощности. Механически приводимые в движение коленчатым валом с помощью ремней, шестерен или цепей, они вращаются со скоростью, напрямую связанной с оборотами двигателя, поэтому задержка отсутствует. Они просто позволяют машине бить вас по почкам еще сильнее.
1932 Alfa Romeo 6C 1750 Supercharged Grand Sport
Так откуда взялся нагнетатель, это благословение бензиновых небес? Записи показывают, что некий Дж. Джонс из Бирмингема в английском Уэст-Мидлендсе выпустил прототип нагнетателя в 1848 или 1849 году.
Это было то, что позже стало известно как тип Рутса после того, как братья Рутс добились успеха в конструкции; американцы, которые запатентовали его как воздушный насос для доменных печей.
Что касается автомобилей, то именно Готлиб Даймлер, как и многие другие вещи, впервые получил в 1885 году патент на наддув двигателя внутреннего сгорания. Он использовал конструкцию Roots в двигателе с наддувом, который в конечном итоге вышел из строя в 1900 году, что сделало эту конструкцию старейшим из типов, которые до сих пор используются в четырехтактных двигателях. Другие опередили его в производстве с первым двухтактным двигателем в 1878 году.
1935 Frazer Nash одноместный с двойным наддувом
Нагнетатели типа Рутса имеют то преимущество, что они лучше всего создают избыточное давление во впускном коллекторе, т.е. при работе, при малых оборотах двигателя. Обычно нагнетатель типа Рутса может достигать максимального крутящего момента при 2000 об/мин, поэтому исторически это была хорошая конструкция для практичных дорожных автомобилей.
Также в 1878 году Генрих Кригар из Германии запатентовал винтовой нагнетатель. Позже в том же году он разработал более совершенные конструкции, но современные технологии просто не могли изготовить этот новый «скрученный» винт.
Mazda MX-5
с наддувом Винтовые нагнетатели сжимают воздух внутри корпуса нагнетателя, а не во впускном отверстии. Они очень хорошо подходят для подачи больших объемов воздуха в двигатели большей мощности. Как и модели Roots, они были объемными, что делало их хорошими даже на низких оборотах, но их производство было дорогим. Однако они имели меньшую утечку воздуха и меньшие паразитные потери, чем тип Roots. Они также выглядят особенно круто.
Некий Луи Рено из Франции разработал центробежный нагнетатель в 1902 году до того, как небольшая компания под названием Mercedes фактически запустила нагнетатели для серийных автомобилей. В 1921 году в паре двигателей мощностью 6/25/40 л.
с. и 10/40/65 л.с. впервые на открытом рынке использовались воздуходувки типа Рутса.
Если у вас есть VXR8 Bathurst, вы будете делать многое из этого
. С течением времени нагнетатели стали более понятными. Стало общепризнанным, что более крупный нагнетатель, работающий на более низкой скорости, будет более эффективным, чем меньший и более быстрый — до определенного момента. Их использование в автомобилях расширилось, и через 19Европейские бренды 20-х и 30-х годов очень любили привязывать воздуходувки к своим двигателям.
Со временем нагнетатель попал в авиацию, помогая быстро развивающимся истребителям 1930-х и 1940-х годов преодолевать проблемы, связанные с разреженным воздухом на большой высоте. После Второй мировой войны их популярность в автомобилях немного пошла на убыль, особенно в Европе, где нормальная аспирация была наиболее распространена до появления турбонаддува.
